Z-UltraT 800 g de Zortrax : test du filament technique face aux résines SLA

Le Z-UltraT 800 g de Zortrax appartient à cette catégorie de filaments techniques que l'on range souvent à tort dans le même panier que les résines SLA. C'est une erreur d'appréciation : la chimie du Z-UltraT repose sur un copolymère à base de polyester modifié, et non sur une matrice acrylique photopolymérisable. Concrètement, quand une pièce imprimée en résine SLA sort de la cuve avec une surface quasi vitreuse mais une tenue aux chocs limitée, le Z-UltraT offre un comportement différent : il encaisse la déformation plastique avant de rompre. Cette distinction est essentielle si vous cherchez un matériau pour des pièces fonctionnelles soumises à des contraintes mécaniques répétées.

Propriétés mécaniques et comportement sous contrainte

Les fiches techniques publiées par Zortrax indiquent un module de traction autour de 1,2 GPa et une résistance à la traction proche de 45 MPa. Ces valeurs restent inférieures à celles d'une résine SLA standard type résine grise (qui dépasse souvent 60 MPa), mais le Z-UltraT compense par une élongation à la rupture nettement supérieure, de l'ordre de 15 à 20 %. En pratique, cela signifie qu'une pièce en Z-UltraT se déforme visiblement avant de casser, alors qu'une pièce en résine SLA fragile cassera net sous un choc.

Le test de flexion sur des éprouvettes imprimées à 0,19 mm de hauteur de couche montre une bonne reprise élastique après déformation modérée. Attention toutefois : le Z-UltraT reste sensible à l'humidité. Une bobine laissée à l'air libre pendant plusieurs jours dans une pièce à 60 % d'humidité relative produira des pièces présentant des micro-bulles et une surface terne. Le séchage du filament à 70 °C pendant 4 heures avant impression restaure en grande partie ses propriétés, mais ne compense pas totalement une hydrolyse avancée.

Réglages d'impression recommandés

Le Z-UltraT s'imprime sur des machines à chambre chauffée, mais aussi sur des imprimantes ouvertes si vous contrôlez l'environnement. Voici les paramètres qui donnent les meilleurs résultats lors de nos tests :

• Température de buse : 285–295 °C. En dessous de 280 °C, la fusion est incomplète et les couches adhèrent mal.
• Température du plateau : 90–100 °C. Un plateau à 95 °C avec une radeau de 3 couches limite le gauchissement sur les pièces de grande surface.
• Chambre chauffée : 45–55 °C recommandé. Sans chambre, prévoyez un carénage ou une enceinte improvisée pour éviter le délaminage sur les pièces hautes.
• Vitesse d'impression : 30–50 mm/s pour les périmètres. Au-delà de 60 mm/s, la qualité de surface se dégrade visiblement.
• Hauteur de couche : 0,19 mm est le meilleur compromis. En 0,1 mm, le détail est meilleur mais le risque de warping augmente.
• Ventilation : désactivée ou à 20 % maximum. Un refroidissement trop agressif fragilise l'adhésion intercouches.

Un point souvent négligé concerne le flux d'extrusion. Le Z-UltraT a un diamètre réel qui varie entre 1,72 et 1,78 mm selon les sections de la bobine. Un calibrage du débit par mesure réelle (et non par valeur théorique du slicer) est indispensable pour éviter les sous-extrusions sur les parois fines. Sur nos tests, le facteur de flux optimal se situait entre 0,94 et 0,98 selon la géométrie de la pièce.

Adhésion au plateau et stratégies anti-warping

Le retrait du Z-UltraT est modéré comparé à l'ABS, mais il reste suffisant pour arracher les pièces d'un plateau non préparé. La meilleure adhésion a été obtenue avec une feuille de PEI texturée ou un plateau en verre recouvert de colle PVA diluée à 10 %. La laque pour cheveux classique fonctionne aussi, mais l'adhésion devient inégale sur les grandes surfaces.

Pour les pièces dépassant 150 mm de longueur, un bord de radeau de 8 mm avec une épaisseur de 0,3 mm réduit significativement le soulèvement des coins. L'orientation de la pièce joue également un rôle : les surfaces planes doivent être orientées parallèlement au plateau uniquement si elles sont inférieures à 100 mm dans leur plus grande dimension. Au-delà, une orientation à 15° par rapport au plateau répartit mieux les contraintes de retrait.

Compatibilité avec les imprimantes Zortrax et autres machines

Le Z-UltraT est conçu pour les imprimantes Zortrax (M200, M300, M200 Plus, M300 Plus), mais il fonctionne sur d'autres machines capables d'atteindre 295 °C de température de buse. Sur une imprimante à chambre chauffée comme la EN 152 PC testée pour le polycarbonate, le Z-UltraT s'imprime sans difficulté et les pièces présentent une meilleure stabilité dimensionnelle qu'en environnement ouvert. La compatibilité avec les buses en laiton est possible, mais une buse en acier trempé est préférable si vous imprimez régulièrement : le Z-UltraT contient des charges qui abrasent légèrement le laiton, ce qui élargit le diamètre de sortie après quelques centaines d'heures.

Le retrait du Z-UltraT rend son utilisation sur des imprimantes ouvertes plus délicate. Si vous n'avez pas de chambre, la solution est d'imprimer des pièces de petite taille (moins de 80 mm) et d'augmenter la température du plateau à 100 °C. Le choix du slicer est libre, mais les profils Zortrax du logiciel Z-Suite restent les plus fiables pour les machines de la marque. Pour d'autres imprimantes, un profil dérivé de l'ASA avec une température de buse augmentée de 20 °C donne de bons résultats.

Post-traitement : usinage, ponçage et assemblage

Contrairement aux résines SLA qui nécessitent un lavage à l'alcool isopropylique et une polymérisation UV, le Z-UltraT se post-traite par des méthodes mécaniques classiques. Le ponçage à l'eau avec du papier abrasif de grain 400 puis 800 donne une surface lisse sans générer de poussière toxique particulière (portez un masque FFP2 par précaution). L'usinage CNC est possible : le matériau se fraise et se perce proprement, avec des copeaux continus qui s'évacuent bien. Les filetages peuvent être taraudés directement dans la pièce après impression, à condition de prévoir des trous de diamètre supérieur de 0,3 mm au diamètre nominal du taraud.

L'assemblage par collage fonctionne avec la plupart des adhésifs cyanoacrylates et les colles époxy. La soudure plastique par baguette (soudure à chaud) donne des assemblages solides si la température de la baguette est maintenue à 300 °C et que les surfaces sont préalablement dégraissées à l'alcool isopropylique. Le Z-UltraT n'est pas recommandé pour un collage par solvant (dichlorométhane, acétone) : la dissolution est lente et irrégulière.

Comparaison avec les résines SLA pour pièces fonctionnelles

Le choix entre le Z-UltraT et une résine SLA dépend du type de sollicitation mécanique. Pour une pièce soumise à de la compression ou à une flexion statique, une résine SLA standard offrira une meilleure rigidité et une précision dimensionnelle supérieure (tolérances de ± 0,05 mm contre ± 0,15 mm pour le FDM). En revanche, pour une pièce soumise à des chocs répétés, à des vibrations ou à une déformation cyclique, le Z-UltraT survivra là où la résine SLA cassera. Le comparatif entre filament FDM et résine SLA pour le choix de vos impressions détaille ces différences de comportement sous contrainte.

Le coût au kilogramme est un autre critère : une bobine de Z-UltraT de 800 g se situe dans une gamme de prix comparable à celle d'une résine SLA standard de 1 kg, mais le rendement volumique diffère. Le FDM produit environ 15 à 20 % de déchets en supports (selon la géométrie), tandis que la résine SLA génère des supports plus légers mais consomme du matériau dans le lavage et le post-traitement. Pour des pièces de petite taille produites en série, la résine SLA reste plus économique ; pour des pièces uniques de grande dimension, le Z-UltraT est plus rentable.

Points faibles et limites identifiées

Le Z-UltraT n'est pas un matériau universel. Sa température de transition vitreuse (environ 110 °C) est inférieure à celle de certains polycarbonates techniques. Une pièce exposée à une température de 90 °C pendant plusieurs heures se déformera progressivement sous charge. Le matériau supporte mal une exposition prolongée aux UV : après 200 heures de soleil direct, la surface jaunit et devient légèrement cassante. Un vernis de protection UV est recommandé pour les pièces extérieures.

La qualité de surface brute est également un point de vigilance. […]